Устройство для моделирования двухсоставной среды Советский патент 1982 года по МПК G06G7/48 

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть„использовано для электрического моделирования стационарных, полей, в двухсоставных средах, в каждой из которых выполняется уравнение. Лаггласа, на однородной сетке посто.янных нерегулируемых сопротивлений.

Известно устройство для электрического моделирования стационарных полей в неоднородных средах на однородной сетке постоянных нерегулируемых сопротивлений, в которых несо- . ответствие расчетных сопротивлений ,сопротивлениям сетки учитывается введением в нужные узловые точки сетки корректирующих токов l.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для моделирования двухсоставной среды, содержащее сетку постоянных нере2

гулируемых сопротивлений, блок преобразователей Цифра-аналог, выхо ды которого подключены к входам сетки.

На известном устройстве возможно и моделирование стационарных полей в двухсоставной среде. В этом случае корректирующие токовводы имеют место только на границе раздела .

Недостатком известного ycJГpoй10ства при моделировании составных сред .являются большие затраты времени на решение задачи.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

15

Поставленная цель достигается 33 счет того, что в устройство для моделирования двухсоставной среды, содержащее первую R-сетку, введены

20 вторая R-сетка и блок задания неоднородностей, входы которого подключены к граничным узлам первой R-сетки, выходы которого соединены с соответствующими входами второй. R-cetKM и подключены к соответствую щим выходам блока задания неоднород ностей. . А также тем, что блок задания неоднородностей содержит h элементо неоднородноЬтей, каждый из которых содержит первый усилитель, первый вход которого соединен с первым вхи дом второго усилителя, выход которо го через первый резистор соединен с вторым входом первого усилителя и с первым выводом переменного резистора, второй вывод которого соединен с выходом первого усилителя и через второй резистор подключен к первому входу третьего усилителя, выход которого через третий резисто соединен с его первым входом, а через четвертый резистор подключен к его второму входу и к первому входу четвертого уси1 1теля, второй вход которого соединен с его выходом и через пятый резистор подключен ,к второму входу второго усилителя, выход которого через шестой резистор соединен с вторым входом второго усилителя, первые входы первых усилителей всех элементов неоднородностей являются входами блока за Дания неоднородностей, а первые вхо ;ды четвертых усилителей всех элемен тов неоднородностей являются выходами блока задания неоднородностей. На фиг.1 представлено устройство для моделирования двухсоставной среды; на фиг.2 - схема двух узлов R-сеток, соседних с границей раздела сред совместно с функциональной «схемой блока неоднородностей, : Устройство для моделирования двухсостгавной среды содержит R-сетк 1, блок 2 задания неоднородностей-: 2,R-сетку 3. Блок 2 задания неоднор ностей содержит четыре операционных усилителя 4-7, связанными между соб определенным образом при помощи рез.исторов 8-12, переменный резистор 13, граничный узел Н, точку границ 15, резистор 16. Устройство работает следующим об разом. После выбора R-сеток 1 и 3 и настройки блока задания 2 неоднородностей с.учетом соотношения удельны сопротивлений двухсоставной среды входы блока 2 подключают к соответ.с.твующим граничным узлам сетки 1 со стороны одной среды, а выходы блока 2 соединяют с точками границы раздела сред R-сетки 1. Затем, задавая нужные граничные условия, получают искомое решение задачи. Пусть граничный узел k имеет проводиность 7 , граничный узел 1 . ,, точка границы раздела сред - 15 (фиг.2). Предполагается, что трехмерная область моделирования разбита прямоугольной сеткой с равномерным шагом h, узлы расположены в центре элементаргного объема. 8 этом случае величина h есть расстояние от узла до границы элементарного объема. Граница раздела сред проходит через границы элементарных объемов и представляет собой плоскость, перпендикулярную одной из координатных осей. Усилитель 5 предназначен .1ля выделения из уровня синфазной составляющей напряжения в узловой точке . разности в узле 1А и точки границы разпела сред 15 и умножения на его коэффициент, пропорциональный соотношению проводимостей сред. Усилитель t является развязывающим суммируКидим усилителем. Усилитель 6 совместно с резисторами 10,9 и 8 является управляемым стабилизатором тока. Он вырабатывает ток через резистор 8 в границу раздела сред 15 пропорциональный -соотношению проводимостей сред. Усилитель 7 является развязывающим повторителем, работающим на суммирукЗщий усилитель 5 с целью исключения потребления тока из узловой точКи на инверсный вход суммирующего усили- ; теля 5 через резистор 12. Введение блоков и связей между ними позволяет повысить быстродействие при моделировании. Формула изобретения 1. Устройство Для моделирования двухсоставной среды, содержащее первую R-сетку-, otличaющeе с я тем, что,с целью повышения быстродействия, в устройство дополнительно введены вторая R-сетка и 6jiOK задания неоднородностей, входы которого подключены к граничным узлам первой R-сетки, выходы которого (соединены с соответствующими входами второй R-сеткя и подключены к 59 соответствующим выходам блока задания неоднородностей. 2. Устройство по п.1, отличаю щ е е с я тем, что блок задания неоднородностей содержит п элементов неоднородностей, каждый из которых содержит первый усилитель первый вход которого соединен с первым входом второго усилителя, выход которого через первый резистор соеди нен с вторым входом первого усилителя и с первым выводом переменного резистора, второй вывод которого соединен с выходом первого усилителя и через второй резистор подключен к первому входу третьего усилителя, выход которого через третий резистор соединен с его первым входом, а через четвертый резистор подключен к его второму входу и к первому входу четвертого усилителя, вто рой вход которого соединен с его 7 выходом и через пятый резистор подключен к второму входу второго усилителя, выход которого через шестой резистор соединен с вторым входом второго усилителя, первые входы первых усилителей всех элементов неоднородностей 1вляются входами блока задания неЪднородностей, а первые входы четвертых усилителей всех элементов неоднородностей являются выходами блока задания неоднородностей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1.0ВСЮКОВ С.В. Решение краевых задач поля на цифро-аналоговом ком-.; плексе с минимизированной аналоговой частью-. Сб. Вычислительная техника и краевые задачи. Вып.2. Рига, 1966.2. Спалвинь А.П. Вопросы построе ния гибридной вычислительной системы, Сб.- Методы и средства решения краевых задач. Рига, 1970 (прототип).